Биоинженеры из Института физико-химических исследований (RIKEN) (Япония) смогли вырастить из плюрипотентных стволовых клеток человека подобие мозжечка. Им удалось не только превратить стволовые клетки в разные типы нейронов, но и добиться того, чтобы они сформировали трехмерную ткань и самоорганизовались в полноценный работающий орган.
Эту сложную задачу ученые решали, подбирая разные транскрипционные факторы, которыми обрабатывали эмбриональные стволовые клетки человека (ЭСК). Эти клетки обладают огромным потенциалом для регенеративной медицины – они способны превращаться в 220 разных видов специализированных клеток.
Вначале ученые обработали ЭСК фактором роста фибробластов 2, основываясь на своих предыдущих исследованиях на модели с мышами. Такая обработка в течение трех недель превращала ЭСК в нейроны среднего и ромбовидного отделов головного мозга. А при обработке на протяжении пяти недель эти клетки становились уже более специализированными нейронами – нейронами мозжечка. Некоторые клетки превращались в клетки Пуркинье – крупные клетки, которые находятся в большом количестве в коре мозжечка.
Но набор нейронов – это еще не полноценный орган. Самая сложная задача, которая стояла перед учеными – это собрать нейроны в единое целое, заставить их занять свое определенное место в пространстве, «научить» взаимодействовать друг с другом – то есть создать полноценный работающий орган.
Биоинженерам удалось добиться этого, обработав полученные нейроны специфическими транскрипционными факторами в определенные дни эксперимента на протяжении 15 недель. Они использовали для этого опять же фактор роста фибробластов 2 в комбинации с фактором роста фибробластов 19, также они добавляли и фактор, отвечающий за деление клеток.
«Принцип самоорганизации клеток, который мы продемонстрировали, очень важен для дальнейшего развития регенеративной медицины. Это исследование поможет создавать модели и изучать многие нейродегенеративные заболевания, в том числе и спиноцеребеллярную атаксию», - говорит ведущий автор исследования Кейко Мугурама (Keiko Muguruma).
Статья японских биоинженеров о выращивании мозжечка из стволовых клеток опубликована в последнем номере журнала Cell Reports.
